Gestion intégrée des ressources en eaux

Enseignants

Jonard François; Vanclooster Marnik (coordinateur(trice));

Langue
d'enseignement

Français

Préalables

Cours de base en probabilité et statistiques
Cours de base en modélisation, programmation, et informatique.

Thèmes abordés

L'objectif principal du cours est de former des ingénieurs capables de comprendre et de relever les défis liés à la gestion des ressources en eau au 21ième siècle en se plaçant à l'interface entre les politiques de l'eau (par ex. développement durable), les outils analytiques (par ex. l'optimisation), et les systèmes d'information (par ex. les systèmes d'aide à la décision). Les thèmes abordés sont :
    -       Concepts et enjeux de la gestion intégrée des ressources en eau à l'échelle de l'unité de gestion de grande taille (les systèmes de barrage, le périmètre agricole, le bassin versant, le continent).
    -       Aspects stratégiques, politiques et institutionnels de la gestion intégrée des ressources en eau.
    -       Modélisation des ressources en eau de grande taille (bassins versants, barrages, périmètre, nappes phréatiques) : aspects techniques, économiques et sociaux. Application à l'analyse, la planification, à l'optimisation et à l'évaluation des hydrosystèmes.

Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :
1	a. Contribution de l'activité au référentiel AA (AA du programme)     M2.2 ; M2.3 ; M2.4 ; M2.5 b. Formulation spécifique pour cette activité des AA du programme (maximum 10)     A la suite du cours, les étudiants doivent être capables :     - d'expliciter le concept de la gestion intégrée des ressources en eau (GIRE) ;     - d'expliciter les aspects politiques, institutionnels, légaux et stratégiques associés à la gestion intégrée des ressources en eau ;     - d'élaborer des politiques, des stratégies et des programmes de développement durable des ressources en eau ;     - d'illustrer les programmes de coopération internationale dans le domaine de la gestion intégrée des ressources en eau des grands bassins (p.ex. Le Mekong, Le Nil) ;       - de modéliser un hydro-système, tout en considérant la nature aléatoire des flux ;     - d'appliquer des méthodes d'optimisation (programmation dynamique, multiplicateurs lagrangiens, programmation linéaire), aux problèmes simples de planification dans le domaine des ressources en eau ;      - de confronter les performances d'un hydro-système avec les critères et objectifs multiples formulés par plusieurs acteurs ;     - de développer une méthodologie pour résoudre les problèmes hydrologiques complexes en vue de formuler les politiques, des stratégies et des programmesde gestion des ressources en eau qui respectent les objectifs multiples.

Contenu

Les changements climatiques impactent d'abord les ressources hydriques et les différentes fonctions y associées. Le paradigme de la Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE) est proposé pour adapter les bassins versants aux enjeux des changements climatiques. Dans ce cours, l'étudiant sera initié dans les différents aspects de la GIRE. 
Partie I : Enjeux, aspects stratégiques, politiques et institutionnels

• Etat des ressources en eau douce à l'échelle globale et régionale
• Etat des usages actuels et des besoins futurs en eau douce à l'échelle mondiale et régionale
• Etat des infrastructures hydrauliques et des besoins en investissements
• Enjeux et défis du 21ème siècle
• Principes de Gestion Intégrée des Ressources en Eau (GIRE)
• Cadre institutionnel, politique et légal de la gestion de l'eau
• Elaboration de stratégies et programmes de gestion et de développement  des ressources en eau
• Coopération internationale pour la gestion de l'eau. Exemples de coopération pour la gestion des ressources en eau : le Mékong / le Nil

Partie II : Outils de modélisation, de gestion et d'optimisation de la gestion

• Aspects de la modélisation de l'hydrosystème
• Hydro-informatique et gestion. Apports de la télédétection. 
• Méthodes de programmation, de planification et d'optimisation. Multiplicateurs lagrangiens. Programmation linéaire. Programmation dynamique.
• Aspects stochastiques. Analyse d'incertitudes et analyse de sensibilité. Analyse de risque hydrique.  
• Analyse de performance. Analyse multicritère et intégrée des ressources en eau.

Méthodes d'enseignement

Cours magistraux:

• Cours magistral classique pour la partie I
• Classe inverse pour la partie II. À travers le site du cours (Moodle), l'étudiant a accès à un syllabus, des capsules vidéos qui expliquent les fondations théoriques et des notebooks Python permettant d'illustrer certains aspects. Les classes en présentiel permettent de répondre aux questions et approfondir la matière.

Travaux pratiques: Exercices en salles informatiques.
En raison de la capacité limitée d’accueil des auditoires  (crise COVID-19), certains cours peuvent se donner à distance

Modes d'évaluation
des acquis des étudiants

Partie théorique: Examen oral avec préparation écrite.
Partie exercice: L'étudiant reçoit  avant la séance d'examens l'exercice qu'il prépare et défend oralement avant l'assistant

Autres infos

Ce cours peut être donné en anglais.

Ressources
en ligne

Moodle

• Copie des transparents 
• Capsule vidéos
• Exercices (Python Notebooks)
• Enoncés des travaux pratiques
• Lien vers l'ouvrage de référence  (https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-44234-1)

Bibliographie

D. Loucks and E. Van Beek: Water Resources System Planning and Management: An introduction to methods, models and applications. UNESCO, 2005.

Faculté ou entité
en charge

AGRO